第九章 核苷酸的代谢第九章 核苷酸的代谢

Nucleotide Metabolism

本章将主要讨论的问题

核苷酸有哪些重要生理功能？食物中核酸如何消化、吸收？体内核苷酸如何代谢(合成与分解)？核苷酸代谢障碍对机体有什么影响？核苷酸代谢类似物有何临床作用？

食物核蛋白

蛋白质 核酸 (RNA or DNA)胰核酸酶 RNA 酶

DNA 酶( 磷酸二酯酶)

单核苷酸胰、肠核苷酸酶( 磷酸单酯酶

)

核苷磷酸核苷酶( 水解或磷酸解

)

戊糖或磷酸戊糖碱基核酸的消化

排出，很少利用

核苷酸的生理功用• 作为核酸合成的原料 ----最主要的功能• 体内能量的利用形式

•参与代谢与生理调节 ----cAMP, cGMP

•组成辅酶 ----NAD， FAD， CoA

•活化中间代谢物 ---UDPG, CDP-DG, SAM

• ATP----主要形式； GTP----蛋白质合成• UTP----糖原合成； CTP----磷脂合成

第一节 嘌呤核苷酸代谢

嘌呤核苷酸的合成代谢( 一 ) 、从头合成途径 以磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及 CO2 等物质为原料，经过一系列酶促反应合成嘌呤核苷酸的过程。( 二 ) 、补救合成途径 利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷和磷酸核糖焦磷酸经过简单的反应过程 , 合成嘌呤核苷酸。

Bases/Nucleosides/Nucleotides

BaseBase + Sugar=

NucleosideBase + Sugar + Phosphate=

NucleotideAdenine Deoxyadenosine Deoxyadenosine

5’-triphosphate(dATP)

N1

C2

N3 C

4

C5

C6

N9

7N

C8 甲炔基

( 一碳单位 )

甘氨酸CO2

Asp

甲酰基

( 一碳单位 )

谷氨酰胺 ( 酰胺基 )

甘氨当中站 , 谷氮、一碳坐两边 ,

左上天冬氨， CO2 头上顶

R-5-P

PRPP synthetase

PP-1-R-5-P(PRPP 磷酸核糖焦磷酸 )

OH

O

OH P O

OH

H

OH

H

OH

HH

O

OH

O

OH P O

OH

H

OH

H

OH

HH

O

ATP

P_ P

AMP

从头合成途径的特点①参与从头合成途径的酶均在胞液中②以磷酸戊糖途径中合成的 5-磷酸核糖（ 5-PR ）为原料，经 11步反应生成次黄嘌呤核苷酸（ IMP ）。

③在合成 IMP 过程中，由氨基酸， CO2，一碳单位逐步提供元素或基团，在 5-磷酸核糖分子上完成嘌呤碱基的合成

④从 IMP 出发再合成 AMP 和 GMP 。

IMP 合成的途径 (11 步反应 )

包括 3 个阶段 A: 合成激活阶段 ( 第 1 步反应 ) 。 B: 合成咪唑环的阶段 (2-- 6 步反应 ) 。 C: 合成 IMP 阶段 (7--11 步反应 ) 。 AMP 和 GMP 的合成

OH

O

OH P O

OH

H

OH

H

OH

HH

O

P_ POH

O

OH P O

OH

H

OH

H

OH

HH

O

AMP

ATP①

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

C

O

HN

HC

10 步反应

( 一 ) 、从头合成途径的反应过程(1) IMP 的合成 (11 步反应，过程只需了解 )

R-5-PAMP

PRPP 合成酶PP-1-R-5-P(PRPP)

ATP①

5- 磷酸核糖 磷酸核糖焦磷酸

PP-1-R-5-PGln

Glu酰胺转移酶

酶 3: 甘氨酰胺核苷酸合成酶

H2N-1-R-5'-P

H2C-NH2

O=C-OH

Gly

酶 3

ATP, Mg2+

H2C-NH2

O=CNH

R-5'-P

甘氨酰胺核苷酸 (GAR)

③

②

PRA

转甲酰基酶

FH4

H2C-NH2

O=CNH

R-5'-P

甘氨酰胺核苷酸 (GAR)

N5,N10- 甲炔基 FH4

④

H2C

O=CNH

R-5'-P

NH

CHO

H2C

C

NH

R-5'-P

NH

CHO

HN=Glu

甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)

甲酰甘氨咪核苷酸 (FGAM)

⑤ GlnATP,Mg2+

H2C

C

NH

R-5'-P

NH

CHO

HN= AIR 合成酶ATP,Mg2+,K+

H2O

⑥CH2N-

HC

N

R-5'-P

N

CH

甲酰甘氨咪核苷酸(F

GA

M)

5- 氨基咪唑核苷酸(AIR)

R-5'-P

CH2N

C

N

N

CH

C

O

HO

CO2

羧化酶

⑦

5- 氨基咪唑 -4- 羧基核苷酸 (CAIR)

R-5'-P

CH2N

C

N

N

CH

C

O

HO

R-5'-P

CH2N

C

N

N

CH

C

O

NH

HCH2C

HOOC

HOOC

NHHHCH2C

HOOC

HOOCAsp

5- 氨基咪唑 -4- 羧基核苷酸 (CAIR)

5- 氨基咪唑 -4-(N- 琥珀酸 )- 甲酰胺核苷酸 (SAICAR)

⑧ATP,Mg2+

合成酶

R-5'-P

CH2N

C

N

N

CH

C

O

NHHOOC

HCH2C

HOOC 5- 氨基咪唑 -4-(N- 琥珀酸 )- 甲酰胺核苷酸 (SAICAR)

R-5'-P

CH2N

C

N

N

CH

C

O

H2N

COOHCH

HCHOOC

5- 氨基咪唑 -4- 甲酰胺核苷酸 (AICAR)

裂解酶⑨

延胡索酸

R-5'-P

CH2N

C

N

N

CH

C

O

H2N

5- 氨基咪唑 -4- 甲酰胺核苷酸 (AICAR)

5- 甲酰胺基咪唑 -4- 甲酰胺核苷酸 (FAICAR)

N10 甲酰 FH4FH4

转甲酰酶

K+⑩

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

C

O

H2N

H

COH

R-5'-P

CN

C

N

N

CH

C

O

HHN

H

COH

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

C

O

HN

HC5- 甲酰胺基咪唑 -4- 甲酰胺核苷酸 (FAICAR)

H2O

次黄嘌呤核苷酸 (IMP)

环水解酶

11

(2) 腺苷酸和鸟苷酸的合成

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

C

O

HN

HC

IMP

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

CN

HC

NH

HOOCCH2CHCOOH

腺苷酸代琥珀酸合成酶AMPS

Asp, Mg2+,GTP

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

CN

HC

NH

HOOCCH2CHCOOH

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

CN

HC

NH2

COOHCH

HCHOOC

腺苷酸代琥珀酸(AMPS)

腺苷酸 (AMP)

延胡索酸腺苷酸代琥珀酸

裂解酶

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

C

O

HN

HC

IMP

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

C

O

HN

CO

NAD+ H2O NADH+H+

XMP

黄嘌呤核苷酸IMP 脱氢酶

H2N

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

C

O

HN

C

R-5'-P

C N

C

N

N

CH

C

O

HN

CO

Gln GluGMP 合成酶

Mg2+, ATP

XMP GMP

AMP腺苷酸激酶

ADPATP ADP ATP ADP

腺苷酸激酶ATP

GMP鸟苷酸激酶

GDPATP ADP ATP ADP

鸟苷酸激酶GTP

嘌呤核苷酸从头合成的调节正性调节 : 指促进嘌呤核苷酸合成的调节。负性调节 : 是指抑制嘌呤核苷酸合成的调节。

正性调节表现为前后两端调节 前端正性调节 ----- 两个关键酶的促进作用。 PRPPK 和 GPAT ，底物 ATP 、 5’- 磷酸核糖 和 PRPP 促进其活性，增加 IMP 的合成。 后端正性调节 ----- 由 ATP 促进 GMP 合成酶 由 GTP 促进腺苷酸代琥珀酸合成酶 增加 GTP 和 ATP 的合成。

负性调节主要为合成产物反馈抑制性调节

6 个长反馈调节 : 由 AMP ， GMP 和 IMP 分别反馈抑制 PRPPK 和 GPAT 这两关键酶的活性。

2 个短反馈调节 : 由 AMP 反馈抑制 ASS ，由 GM

P 反馈抑制 IMPD 的活性所进行的反馈抑制来调节嘌呤核苷酸的从头合成。

2. 嘌呤核苷酸从头合成的调节主要通过产物的负反馈调节

调节包括 : 2 个长反馈和 2 个短反馈

ATP

GTP

R-5-P

ATP

PRPP合成酶

PRPP

酰胺转移酶

PRA IMP

AMPS AMP ADP

XMP GMP GDP

2 个长反馈

2 个短反馈

IMP

AMPS

XMP

AMP ADP

GMP GDP GTP

ATP

ATP

GTP

嘌呤核苷酸的补救合成途径

• 定义

利用体内游离嘌呤或核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。

参与补救合成的酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶（ Adenine phosphoribosyl transferase ， APRT)

次黄嘌呤 - 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(Hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase ， HGPRT)

腺苷激酶 (Adenosine kinase)

( 二 ) 、补救合成途径有两条合成途径

(1) 嘌呤碱与 PRPP 直接合成嘌呤核苷酸

次黄嘌呤 次黄嘌呤核苷酸

鸟嘌呤 鸟嘌呤核苷酸

次黄嘌呤 - 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶

(HGPRT)PRPP PPi

腺嘌呤 腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖转移酶

（ APRT ）

HGPRT 活性高

APRT 活性低

90%嘌呤碱

腺嘌呤 +1- 磷酸核糖 腺苷 +Pi核苷磷酸化酶

(2) 腺嘌呤与 1- 磷酸核糖生成腺苷 , 再生成腺嘌呤核苷酸

腺苷 +ATP腺苷激酶

腺苷酸 +ADP

嘌呤核苷酸代谢包括合成代谢 ------ 分解代谢

一 . 嘌呤核苷酸的合成代谢 1. 从头合成途径 ( 肝脏 . 小肠粘膜 ) 2. 补救合成途径 ( 脑 . 骨髓 )

生理意义减少从头合成时能量和原料的消耗●节省 :

● 作为某些器官 ( 脑 , 骨髓和脾 ) 合成核苷酸的途径遗传疾病Lesch-Nyhan 莱 - 尼综合征 , 自毁容貌综合征----- 罕见的性染色体 X 连锁遗传病疾病生化本质 :HGPRT 基因缺陷嘌呤合成过多，明显的高尿酸血症，痛风伴

行为 , 有自毁容貌 .

大脑瘫痪、智力减退、舞蹈手足综合征 , 身体和精神发育迟缓 , 有咬指咬唇的强迫性自残

( 三 ) 腺苷酸和鸟苷酸的相互转变

AMP GMP

XMPAMPS IMP

NH3腺苷酸脱氨酶 NADP+

NH 3

NADPH

鸟苷酸还原酶

( 四 ) 脱氧 ( 核糖 ) 核苷酸的合成

在核苷二磷酸水平被还原而成

OH

O

P O

OH

H

碱基H

OH

HH

OO

OH

O

PHO

OH

O

P O

H

H

碱基H

OH

HH

OO

OH

O

PHO

NADPH+H+

NADP+ +H2O

核糖核苷酸还原酶

dNDP

NDP

脱氧核苷酸的具体生成过程

NDP dNDP

NADP+ NADPH+H+

还原型硫氧化还原蛋白 -(SH)2

氧化型硫氧化

S还原蛋白 S

核糖核苷酸还原酶 ,Mg2+

硫氧化还原蛋白还原酶(FAD)

NDP dNDP核糖核苷酸还原酶

ADP dADP核糖核苷酸还原酶

GDP dGDP核糖核苷酸还原酶

UDP dUDP核糖核苷酸还原酶

CDP dCDP核糖核苷酸还原酶

TDP dTDP

dNDP+ATP dNTP+ADP激酶

激酶dCDP+ATP dCTP+ADP

dUDP+ATP dUTP+ADP激酶dGDP+ATP dGTP+ADP激酶dADP+ATP dATP +ADP激酶

dTTP ?

dNDP dNMP+Pi磷酸酶

下一节讲

嘌呤核苷酸抗代谢物主要是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物

采用竞争性抑制或“以假乱真”等方式抑制合成代谢中的酶，从而干扰和阻断核苷酸的合成 , 从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成 .

由于肿瘤细胞的核酸与蛋白质代谢旺盛 , 因此抗代谢物可用于肿瘤的化疗

(五 ) 嘌呤核苷酸的抗代谢物

嘌呤核苷酸的抗代谢物1. 嘌呤类似物 :

8- 氮杂鸟嘌呤

N

OH

N

NNH

N

SH

N

NNH

N

SH

N

NNH

H2N

N

OH

N

NNH

N

6-巯基鸟嘌呤

次黄嘌呤 6-巯基嘌呤（ 6-MP ）

嘌呤核苷酸的分解代谢

AMP I

GMP G

X

黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶 尿酸

( 二 ) 嘌呤核苷酸的分解代谢 嘌呤核苷酸的分解代谢包括 3 个基本过程。 (1) 核苷酸在核苷酸酶的作用下水解为核苷。 (2) 核苷在核苷磷酸化酶作用下分解为嘌呤碱基 和 1- 磷酸核糖。 1- 磷酸核糖在磷酸核糖变位 酶作用下转变为 5- 磷酸核糖。 5- 磷酸核糖进 入磷酸戊糖途径进行代谢。 (3) 嘌呤碱基进一步代谢。一方面可以参加核苷 酸的补救合成。另一方面可进入分解代谢， 最终形成尿酸，随尿液排出体外

一、嘌呤核苷酸的分解代谢（具体过程，了解）

腺嘌呤核苷酸

N

NH2

N

NN

R- 5'-P

N

O

HN

NN

R- 5'-P

N

NH2

N

NN

R

H2O

Pi

NH3H2O

脱氨酶

次黄嘌呤核苷酸H2O

Pi

N

OH

N

NN

R

NH3H2O

腺嘌呤核苷脱氨酶

核苷酸酶

N

OH

N

NN R

N

OH

N

NNH

核糖 1- 磷酸Pi

核苷磷酸化酶

2H++O2._

O2+H2O

黄嘌呤氧化酶

N

OH

N

NNH

HO

N

OH

N

NNH

HOO

2H++O2._ O2+H2O

黄嘌呤氧化酶

次黄嘌呤核苷 次黄嘌呤

黄嘌呤尿酸 最终产物

N

O

HN

NN

R- 5'-P次黄嘌呤核苷酸

NADP+

NH3

NADPH+H+

还原酶

Pi

鸟苷

核糖 1- 磷酸

N

O

HN

NN

R- 5'-P

H2N

N

OH

N

NNH

HO

N

OH

N

NNH

H2N

N

OH

N

NN RH2N

鸟嘌呤核苷酸

Pi核苷磷酸化酶

NH3

尿酸H2O

鸟嘌呤酶

黄嘌呤 鸟嘌呤

核苷酸酶H2O

正常人血浆尿酸含量： 0.12-0.36mmol/L 男 : 0.27mmol/L ，女 :0.21mmol/L

以尿酸及其钠盐形式存在 , 均难溶于水＞ 0.48mmol/L(8mg%), 析出结晶 ,

沉积在关节和软骨等处 痛风症●进食高嘌呤膳食时●体内核酸大量分解( 白血病 ,恶性肿瘤）●肾脏疾病尿酸排泄障碍

血中尿酸↑

临床上用别嘌呤醇治疗

别嘌呤醇治疗痛风症的作用机制

C

OH

N

NNH

H

N

N

OH

N

NNH

CH

次黄嘌呤

别嘌呤醇

PRPP

别嘌呤醇核苷酸

嘌呤核苷酸从头合成的酶

黄嘌呤氧化酶

嘌呤核苷酸合成↓

反馈 尿酸生成减少

嘧啶核苷酸的合成代谢

• 从头合成途径

• 补救合成途径

•定义•嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及 CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。

• 合成部位• 主要是肝细胞胞液

嘧啶核苷酸的从头合成

1. 嘧啶核苷酸的从头合成（ 1）嘧啶的元素来源 用同位素标记实验证明 CO2、谷氨酰胺和天冬氨酸是嘧啶碱基的元素来源

(2) 嘧啶核苷酸从头合成的特点

①合成所需要的酶系大多在胞液内，但 二氢乳清酸脱氢酶位于线粒体内。

②合成从 CO2和谷氨酰胺开始，经 6 步反 应先合成出尿嘧啶核苷酸（ UMP ）。

③由 UMP 出发再合成其它的嘧啶核苷酸。

(3) 从头合成途径

UMP 的从头合成分三个阶段： 第一个阶段是氨基甲酰磷酸的合成。 第二个阶段是氨基甲酰天冬氨酸的合成。 第三个阶段是嘧啶环的合成。

(4) TMP 的合成

两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较氨基甲酰磷酸合成酶 I 氨基甲酰磷酸合成酶 II

分布 线粒体 (肝 ) 胞液 (各种细胞 )

氮源 氨 谷氨酰胺变构激活剂 N-乙酰谷氨酸 无变构抑制剂 无 UMP(哺乳动物 )

功能 尿素合成 嘧啶合成

(CPS-I) (CPS-II)

嘧啶核苷酸的从头合成途径嘧啶核苷酸的从头合成途径

( 一 ) 嘧啶核苷酸的从头合成1. 从头合成途径

(1) 尿嘧啶核苷酸的合成 ----6 步反应

HCO3

_+Gln

Glu2ATP 2ADP+Pi

氨基甲酰磷酸合成酶 II①

氨基甲酰磷酸

NH2

O=C

O P

NH2

O=C

O P

氨基甲酰磷酸

HOOCCH2

CHCOOHH2N

+C

O

H2NC

CH2

CHCOOH

NH

O

HO天冬氨酸氨基甲酰基转移酶

②Pi

Asp 氨基甲酰天冬氨酸

O

CO

HNC

CHH

CHCOOH

NH

CO

HNC

CH

CCOOH

NH

O

乳清酸 二氢乳清酸NAD+NADH+H+

脱氢酶④

H2O

③二氢乳清酸酶

CO

HNC

CH

CCOOH

NH

O

乳清酸

CO

HNC

CH

CCOOH

N

O

R-5'-P

PRPP PPi

磷酸核糖转移酶⑤

乳清酸核苷酸 (OMP)

CO

HNC

CH

CHN

O

R-5'-P

尿嘧啶核苷酸(UMP)

CO2

⑥脱羧酶

ATP

(2) 胞嘧啶核苷酸 (CTP) 的合成

CO

HNC

CH

CHN

O

R-5'-P

尿苷酸激酶UDP

UMP

二磷酸 尿苷

激酶ADP

UTP

CO

NC

CH

CHN

NH2

R-5'-P-P-P

Gln, ATP

Glu, ADP+Pi ATP ADP

CTP

CTP 合成酶

CO

HNC

CH

CHN

O

dR-5'-P

dCMP

dUDP

Pi

NH3

dUMP

CO

HNC

C-CH3

CHN

O

dR-5'-P

dTMP 合成酶

FH2N5,N10- 甲烯 FH4

FH4

FH2 还原酶

NADPH+H+NADP+

dTMP

ATP

激酶dTDP

激酶

ADP

dTTP

ATP ADP

dTMP

(3) 脱氧胸腺嘧啶核苷酸 (dTMP 或 TMP) 的合成

(5) 嘧啶核苷酸从头合成的调节

正性调节 :ATP--- 磷酸核糖焦磷酸激酶

PRPP--- 乳清酸磷酸核糖转移酶

嘌呤和嘧啶核苷酸从头合成途径有共同的正性调节。保证嘌呤和嘧啶核苷酸合成速度的同步化，以便合成出等量的嘌呤和嘧啶核苷酸。

2 ）嘧啶核苷酸负性调节 --- 合成产物的反馈抑制进行调节。主

要集中在对 4 个关键酶的反馈抑制上A: 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ（ CPSⅡ ） 由 UMP 反馈抑制。B: 天冬氨酸转氨基甲酰酶 (CAT) 由 UMP 和 CTP 反馈抑制。C: 磷酸核糖焦磷酸激酶（ OPRT ） 由 ADP 和 GDP 反馈抑制。D:CTP 合成酶 (CTPS) ，由 CTP 反馈抑制。 CTP 对天冬氨酸转氨酶的反馈调节为变构调节 ,CTP 浓

度升高时， CTP 与调节亚基结合使调节亚基和催化亚基变构，酶由活性态转为无活性态，实现反馈抑制调节。

2. 嘧啶核苷酸的补救合成

嘧啶核苷酸的补救合成主要有两种方式。（ 1 ）一步合成方式 尿嘧啶 +PRPP 尿嘧啶磷酸核糖转移酶 UMP + Ppi

（ 2 ）二步合成方式

尿嘧啶 +1- 磷酸核糖 尿苷磷酸化酶 尿嘧啶核苷 +Pi尿嘧啶核苷 +ATP 核苷激酶 Mg2+ UMP + ADP

2. 从头合成的调节

ATP+CO2+GlnPRPP

氨基甲酰磷酸

氨甲酰天冬氨酸PRPP ATP+ 5'- 磷酸核糖

OMP

UMP

UTP CTP

嘌呤核苷酸

嘧啶核苷酸

由合成产物对 3 个关键酶酶 1： CPS-II

酶 2：天冬氨酸氨甲酰转移酶酶 3： PRPP 合成酶

Asp

①

②③

③

的负反馈调节来实现。

( 二 ) 嘧啶核苷酸的补救合成

嘧啶 +PRPP 嘧啶核苷酸 +PPi嘧啶磷酸核糖转移酶

尿嘧啶胸腺嘧

啶乳清酸 胞

嘧啶

尿嘧啶核苷 +ATP UMP+ADP尿苷激酶

胸苷激酶 ,TK

与恶性肿瘤

三 . 脱氧核苷酸合成

脱氧核苷酸（包括嘌呤脱氧核苷酸和嘧啶脱氧核苷酸）是由相应的核苷酸通过还原其核糖上 2 位羟基生成的。其特点是：

（ 1 ）催化此四种核苷酸脱氧的均是核糖核苷酸还原酶。此酶由两种亚基组成四聚体。其中 R1 活性中心含 1 个谷氨酸残基和 3 个半胱氨酸残基，是核苷酸还原的供氢体。

（ 2 ） R2 含 1 个稳定的酪氨酸残基自由基，可接受来自 R1 半胱氨酸的电子，生成硫自由基，从而使之活化

（ 3 ）结合在 R1 亚基上的核苷酸 C2’ 脱氧，与来自另 2 个半胱氨酸残基的氢生成水，同时这 2 个半胱氨酸残基氧化形成二硫键。 R2 亚基再将电子转移到 R1 ，生成游离的脱氧核苷酸。

（ 4 ）由于上述反应在 R1 亚基上形成的二硫键可被一种特殊的蛋白质，硫氧还蛋白所还原。这样，酶又恢复到初始的状态。

（ 5 ）被氧化的硫氧还蛋白在硫氧还蛋白还原酶的催化下，以 NADPH 为辅酶，得以还原

嘌啶核苷酸与嘧啶核苷酸合成的比较

相同点

1. 合成原料基本相同嘌啶核苷酸 嘧啶核苷酸

2. 合成部位对高等动物来说 , 主要在肝脏3. 都有 2种合成途径 ( 从头和补救途径 ) 4. 都是先合成一个与之有关的核苷酸 ,然后在此基础上进一步合成核苷酸

不同点

1. 在 5'-P -R 基础上合成嘌呤环2. 最先合成的核苷酸是 IMP3. 在 IMP 基础上完成AMP 和 GMP 的合成

1. 先合成嘧啶环再与 5'-P-R结合

2. 先合成 UMP

3. 以 UMP 为基础 , 完成 CTP, dTMP 的合成

总结5'-P-R

PRPP

IMP

dAMP GMPdGMPAMP

dADP GDPdGDPADP

dATP GTPdGTPATP

UMP CMPdUMP

UDP CDPdUDP

UTP CTP

dUTP

dTMPdCMP

dTDPdCDP

dTTPdCTP

CO2+Gln

H2N-CO-P

OMP

核苷酸的从头合成过程总结

dCMP

第三节

核苷酸代谢障碍和抗代谢物

一 . 核苷酸代谢障碍 ----- 疾病

参与核苷酸代谢的某些酶的缺失或调节失常，都会引起核苷酸代谢障碍和疾病。

目前已经发现核苷酸代谢障碍能引起多种疾病。它们大多是嘌呤核苷酸代谢障碍引起的疾病。

核苷酸代谢障碍引起的疾病 临床疾病 缺陷的酶 原 因 临床特点 遗传类型

1．嘌呤核苷酸代谢障碍 痛风 ① PRPP 合成酶 调节失常 嘌呤产生和 x-染色体连 ②HGPRT 酶 排谢过多 锁，隐性遗传 Lesch-Nyhan 综合征 HGPRT 酶 遗传缺陷 嘌呤产生排泄 x-染色体连 多 , 脑性瘫痪 , 锁，隐性遗传 自毁容貌症 免疫缺陷症 ①腺苷脱氨酶 遗传缺陷 B细胞免疫缺陷 , 常染色体隐性遗传 (ADA) 缺乏 脱氧腺苷尿症 ②嘌呤核苷磷 酸化酶 (PNP) 肾结石 APRT 酶 遗传缺陷 2 ， 8- 二羟基腺 常染色体隐性遗传 嘌呤肾结石黄嘌呤尿 黄嘌呤氧化酶 遗传缺陷 黄嘌呤肾结石， 常染色体隐性遗传 低尿酸血症 2．嘧啶核苷酸代谢障碍先天性乳清 乳清酸磷酸 遗传缺陷 乳清酸排泄多 常染色体隐性遗传酸尿症 核糖转移酶 红细胞性贫血 乳清酸核苷酸 遗传缺陷 乳清酸排泄较多 常染色体隐性遗传 脱羧酶

( 三 ) 嘧啶核苷酸的抗代谢物 嘧啶、嘧啶核苷类似物 :

5-氟尿嘧啶 阿糖胞苷 环胞苷

N

NH

O

O

F

HHOH2C

H

HHO

OH

HH

O

C

C

C

N

N

CO

NH2

HOH2C

H

H

OH

HH

O

C

C

C

N

N

C

NH·NCl

O

二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶核苷酸 磷酸酶 嘧啶核苷 核苷酶 嘧啶

CO

NC

CH

CHN

NH2

HC

O

HNC

CH

CHN

O

H

NH3

CO

HNC

CH2

CH2N

O

H

NADPH+H+ NADP+

H2O

CO

H2NC

CH2

CH2N

O

H

HOH2OCO2+NH3

H2N-CH2-CH2-COOH

β-丙氨酸

胞嘧啶 尿嘧啶

CO

HNC

C-CH3

CHN

O

H

NADPH+H+ NADP+

CO

HNC

CH-CH3

CH2N

O

H

CO

H2NC

CH-CH3

CH2N

O

H

HOH2OCO2+NH3

β- 氨基异丁酸

H2N-CH2-CH-COOH

CH3

β-脲基异丁酸

H2O胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶

嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸分解代谢最大的不同 是嘧啶环的裂解，最后生成 β- 氨基酸

嘧啶碱的降解产物易溶于水，故嘧啶代谢异常的疾病较少。